揚(yáng)州市萬福快速路立交方案比選

汪 璨

[上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，人們的出行需求日益增加，原有城市道路規(guī)模不足、快慢交通混行等交通問題逐漸顯露。道路通行能力與出行需求不匹配的矛盾，亟需通過對(duì)原有道路進(jìn)行快速化改建，提供更為便捷通達(dá)的功能來加以解決[1]。

相比于新建快速路，原有老城區(qū)道路快速化改造難度更大[2]。原因在于老城區(qū)道路周邊地塊開發(fā)程度較高，道路指標(biāo)提升常伴有房屋拆遷、周邊環(huán)境受影響等問題，同時(shí)快速節(jié)點(diǎn)互通設(shè)計(jì)還需根據(jù)用地限制、交通流量等考慮匝道的具體擺放形式。

本文以揚(yáng)州市萬福快速路東延項(xiàng)目為例，從立交建設(shè)經(jīng)濟(jì)性和立交影響范圍，分析了萬福路- 金灣路節(jié)點(diǎn)互通立交形式的比選過程，并以該地世紀(jì)豪園小區(qū)住宅為控制因素，分析了右轉(zhuǎn)匝道與小區(qū)住宅的間距對(duì)光照和噪聲的影響，提出了右轉(zhuǎn)匝道優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 工程概況

揚(yáng)州市萬福快速路是連接揚(yáng)州市中心城區(qū)和江都核心區(qū)最重要的快速走廊帶，是揚(yáng)州市中心城區(qū)“五橫七縱”快速路網(wǎng)中的一條東西橫向軸線。從運(yùn)河北路江廣互通至春風(fēng)十里路約4.7 km 已實(shí)現(xiàn)快速路連通。隨著北沿江高鐵引入揚(yáng)州東站，未來交通需求將顯著增加，需要配套快速路網(wǎng)工程實(shí)現(xiàn)交通集散。本工程為打通繼續(xù)向東至金灣快速路的最后2 km，主路為設(shè)計(jì)速度80 km/h 的快速路，道路規(guī)模采用雙向6 車道；輔路為設(shè)計(jì)速度50 km/h 的城市主干路，道路規(guī)模采用雙向4 車道。

揚(yáng)州市萬福快速路東延工程地理位置圖見圖1。

圖1 揚(yáng)州市萬福快速路東延工程地理位置圖

2 節(jié)點(diǎn)互通立交選型研究

根據(jù)揚(yáng)州市快速路網(wǎng)規(guī)劃，萬福快速路西起運(yùn)河路，東至金灣路，為快速路網(wǎng)中的聯(lián)絡(luò)線。與金灣路形成立交節(jié)點(diǎn)需要滿足以下交通轉(zhuǎn)換需求：

（1）西- 北、西- 南方向?yàn)榭焖俾方煌焖俎D(zhuǎn)換功能，應(yīng)實(shí)現(xiàn)快-快連接。

（2）東西向?yàn)閾P(yáng)州市區(qū)方向與江都中心區(qū)的連接方向，萬福快速路東延主路宜跨越本節(jié)點(diǎn)接龍城路。

（3）金灣路在節(jié)點(diǎn)南北的主路出入口功能應(yīng)保留。

（4）地面輔路現(xiàn)狀交叉口應(yīng)保留各轉(zhuǎn)向交通。

2.1 交通流量預(yù)測

為明確萬福路- 金灣路節(jié)點(diǎn)互通處，萬福路、金灣路及互通匝道的車道規(guī)模，需進(jìn)行交通量預(yù)測[3-4]。預(yù)測方法為交通規(guī)劃中經(jīng)典的“四階段”法[5]，預(yù)測年限為建成后20 a，預(yù)計(jì)萬福路東延工程于2025 年竣工，故預(yù)測遠(yuǎn)期特征年為2035 年、2045 年。

預(yù)測得到萬福路與金灣路節(jié)點(diǎn)主、輔路高峰小時(shí)交通量，如表1、表2 所示。

表1 遠(yuǎn)期互通立交高峰小時(shí)交通量單位：pcu/h

表2 遠(yuǎn)期輔路高峰小時(shí)交通量單位：pcu/h

基于主、輔路高峰小時(shí)交通量與車道通行能力，即可推算出交通飽和度，從而確定車道規(guī)模[6]。其中萬福路主路高峰小時(shí)交通量為5 390 pcu/h，車道采用雙向4 車道規(guī)模時(shí)，通行能力為6 416 pcu/h，最大飽和度為0.84，服務(wù)水平四級(jí)；采用雙向6 車道規(guī)模時(shí)，通行能力為9 360 pcu/h，最大飽和度為0.58，服務(wù)水平為二級(jí)，故推薦萬福路主路采用雙向6 車道規(guī)模。

而萬福路輔路為滿足B 級(jí)穩(wěn)定車流服務(wù)水平，飽和度需要維持在0.4～0.6，計(jì)算可知輔路采用雙向4 車道規(guī)模。同理可確定金灣路主、輔路車道規(guī)模均為雙向4 車道，匝道采用單向單車道。

2.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

萬福路東延主路為城市快速路，互通節(jié)點(diǎn)為滿足萬福快速路上跨金灣路節(jié)點(diǎn)的豎曲線指標(biāo)要求，同時(shí)更流暢地完成速度轉(zhuǎn)換，故設(shè)計(jì)速度降低至60 km/h，車道規(guī)模為雙向6 車道；輔路為城市主干路，設(shè)計(jì)速度50 km/h，車道規(guī)模為雙向4 車道。金灣路主路為城市快速路兼一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80 km/h，車道規(guī)模為雙向4 車道；輔路為城市次干路，設(shè)計(jì)速度40 km/h，車道規(guī)模為雙向4 車道。

根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010），考慮本節(jié)點(diǎn)位置、建設(shè)條件，本互通采用快速路與快速路形成的A2 類樞紐立交。

參照交通流量預(yù)測結(jié)果，匝道采用單車道即可滿足交通需求，設(shè)計(jì)速度30～40 km/h。

2.3 方案比選

萬福路與金灣路互通節(jié)點(diǎn)處用地開發(fā)程度較高，西北、西南側(cè)為已建世紀(jì)豪園小區(qū)，東北側(cè)為江都區(qū)農(nóng)業(yè)干部學(xué)校，而東南側(cè)存在金灣路現(xiàn)狀地道泵站，互通立交設(shè)置需全面考慮對(duì)這些已有構(gòu)筑物的影響。基于萬福路- 金灣路互通節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀的用地條件及交通需求，提出2 種互通設(shè)計(jì)方案以供比選。

2.3.1 方案一：迂回T 形互通

方案一立交形式平面圖見圖2。

圖2 方案一立交形式平面圖

由圖2 可知，萬福路東延?xùn)|西向采用雙向4 車道規(guī)模在2 層上跨路口；WN（西北向）、SW（西南向）匝道采用迂回定向匝道形式，在3 層和3 層半上跨。本立交構(gòu)型層次稍高，最高點(diǎn)橋面距地面約25 m。金灣路影響范圍相對(duì)較長（約1 560 m）。4 條匝道設(shè)計(jì)速度40 km/h。2 條右轉(zhuǎn)匝道NW、WS 距離世紀(jì)豪園小區(qū)別墅最近約18 m、14 m。

2.3.2 方案二：3 層變形喇叭互通

為充分利用東南象限用地空間，降低互通層次，在方案一基礎(chǔ)上，調(diào)整WN 匝道為環(huán)形匝道；WN、SW 匝道位于2 層，萬福路東延?xùn)|西向在3 層上跨。方案二立交形式平面圖如圖3 所示。本立交構(gòu)型層次相對(duì)低，最高點(diǎn)橋面距地面約18 m。金灣路方向影響范圍較短（約1 440 m）。WN 匝道半徑50 m，設(shè)計(jì)速度35 km/h；其他3 條匝道設(shè)計(jì)速度40 km/h。2條右轉(zhuǎn)匝道NW、WS 盡可能遠(yuǎn)離世紀(jì)豪園小區(qū)，距離世紀(jì)豪園小區(qū)別墅最近約15 m、21 m。

圖3 方案二立交形式平面圖

2.3.3 比選結(jié)果

方案二能充分利用用地空間，降低立交層次，2條右轉(zhuǎn)匝道更為遠(yuǎn)離小區(qū)住宅，實(shí)施條件更好，遮光、噪聲等影響更小。經(jīng)過多方面比選論證，方案二作為節(jié)點(diǎn)互通推薦方案。

3 小區(qū)環(huán)境影響分析

互通立交的實(shí)施對(duì)世紀(jì)豪園小區(qū)影響較大，需要進(jìn)一步論證右轉(zhuǎn)匝道指標(biāo)選取是否合理。立交匝道對(duì)于小區(qū)影響主要分為光照和噪聲兩方面，故基于方案二立交形式，分別從光照和噪聲角度進(jìn)行分析論證。

3.1 光照影響

立交通車后影響住宅區(qū)低樓層采光距離，需要進(jìn)行光照時(shí)間驗(yàn)算。《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50180—2018）規(guī)定：大城市住宅日照標(biāo)準(zhǔn)為大寒日大于等于2 h。以離右轉(zhuǎn)匝道最近的住宅樓1 層作為計(jì)算對(duì)象，計(jì)算最小日照距離。住宅光照示意圖見圖4。

圖4 住宅光照示意圖

住宅光照計(jì)算公式為：

式中：D 為日照距離，即匝道距離小區(qū)最外側(cè)住宅距離，m；H 為匝道距離地面高度，m；h 為住宅1 層窗臺(tái)至地面距離，m；α 為太陽高度角，取正午時(shí)的日照高度角，（°）；δ 為太陽直射緯度，（°）；φ 為所求地緯度，（°）。

計(jì)算得到日照距離約為3 m，即匝道與小區(qū)住宅的最小距離遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)最小距離15 m，設(shè)計(jì)滿足《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的光照要求。

3.2 噪聲影響

高架路上行車噪聲影響程度遠(yuǎn)大于地面行車噪聲，除利用聲屏障來削弱噪聲影響外，保證高架與小區(qū)距離是更為有效的手段。

方案二中2 條右轉(zhuǎn)匝道與小區(qū)住宅的最小距離分別為15 m、21 m，已基本滿足專家評(píng)審中提出的環(huán)保設(shè)計(jì)理念要求（距離住宅區(qū)20 m 左右）。

4 右轉(zhuǎn)匝道線形優(yōu)化

為貫徹環(huán)保設(shè)計(jì)，探索匝道線形優(yōu)化空間，在原方案基礎(chǔ)上降低右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計(jì)速度40 km/h 至30 km/h，同步考慮高架橋墩調(diào)整空間，提出匝道優(yōu)化設(shè)計(jì)后的立交方案。圖5、圖6 為匝道設(shè)計(jì)速度分別為40 km/h、30 km/h 時(shí)關(guān)鍵指標(biāo)平面示意圖。

圖5 右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計(jì)速度40 km/h 平面圖

圖6 右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計(jì)速度30 km/h 平面圖

由圖5 可知，匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h 時(shí)，南北2 條右轉(zhuǎn)匝道對(duì)應(yīng)的小區(qū)別墅影響距離分別為21 m、15 m；由圖6 可知，匝道設(shè)計(jì)速度為30 km/h 時(shí)，南北2 條右轉(zhuǎn)匝道對(duì)應(yīng)的小區(qū)別墅影響距離增加至26 m、24 m，分別增加了23.8%和60%，從環(huán)境影響角度來說，優(yōu)化效果顯著。另一方面，隨著匝道設(shè)計(jì)指標(biāo)降低、線形優(yōu)化，橋梁布跨也會(huì)同步調(diào)整，進(jìn)一步影響地面輔路的交叉口渠化長度。匝道設(shè)計(jì)速度為30 km/h 時(shí)對(duì)應(yīng)的南、北進(jìn)口道漸變段長度23 m、25 m，展寬段長度31 m、53 m，相比于匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h 時(shí)對(duì)應(yīng)的南、北進(jìn)口道漸變段長度50 m、50 m，展寬段長度38 m、67 m 大大縮短，交叉口渠化過程存在交通滯澀隱患。兩種方案各有利弊，故具體的優(yōu)化選擇，需待環(huán)評(píng)單位進(jìn)一步評(píng)估后再做抉擇。

5 結(jié) 語

本文以揚(yáng)州市萬福路和金灣路立體交叉節(jié)點(diǎn)互通設(shè)計(jì)為例，介紹了老城區(qū)道路快速化改造過程中節(jié)點(diǎn)互通設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)和具體流程。立交布設(shè)不可避免地會(huì)對(duì)周邊已有地塊產(chǎn)生較大影響，尤其對(duì)于老城區(qū)道路快改項(xiàng)目，更需做到詳盡分析與研究。本文從立交節(jié)點(diǎn)的定位選型到方案提出，再到最后的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保理念相結(jié)合，提出了針對(duì)性的快速化改造策略與優(yōu)化建議，總結(jié)出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)可為今后類似項(xiàng)目提供一定的參考與借鑒。